[发明专利]一种带有伸缩扩孔钻头的预制管桩下沉装置及其施工方法

说明书

本发明公开了一种带有伸缩扩孔钻头的预制管桩下沉装置及其施工方法，包括带有螺旋叶片的钻杆、设于该钻杆上端的供其上下运动的动力装置以及套设于钻杆上的预制管桩，钻杆下端的若干螺旋叶片上设有伸缩扩孔钻头，该伸缩扩孔钻头包括设于螺旋叶片表面的扩张钻翼，一端与扩张钻翼连接、另一端连接于对应螺旋叶片上的弹性元件，以及设于螺旋叶片上、用于支撑扩张钻翼的限位装置。本发明的显著优点为该装置能够最大程度的减少预制管桩在下沉时受到的侧摩阻力，方便预制管桩大规模、高密度施工；同时采用该装置进行施工时，不仅施工速度快，且显著减少邻桩施工产生的土压力，消除挤土效应，有效避免预制管桩施工容易出现断桩的情况，成桩质量好。

技术领域

本发明属于基坑支护领域，尤其涉及一种带有伸缩扩孔钻头的预制管桩下沉装置及其施工方法。

背景技术

钻孔灌注桩是一种常用的基坑支护形式，然而其在基坑支护中仍存在一定的缺陷，一方面，成桩过程中经常需要用到泥浆，泥浆的处理将会对环境造成影响；另一方面，混凝土形成强度需要一定的时间，占用了施工工期；采用预制管桩进行基坑支护施工，虽然可以减少工期，但高密度打桩产生的挤土效应将会对周边环境和桩身质量产生较大的影响；钢板桩虽然可以快速施工，且环境污染小，可重复利用，但其较小的抗侧刚度限制了其在基坑支护中的应用。

因此，现亟需一种施工速度快，成桩质量高，整体稳定性好，环境污染小，可重复利用的可用于基坑支护的预制管桩施工机械和施工方法。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种支护效果佳、适应性强的带有伸缩扩孔钻头的预制管桩下沉装置；

本发明的第二目的是提供采用该装置进行施工的方法。

技术方案：本发明带有伸缩扩孔钻头的预制管桩下沉装置，包括带有螺旋叶片的钻杆、设于该钻杆上端的动力装置以及套设于钻杆上的预制管桩，所述钻杆下端的若干螺旋叶片与钻杆连通设置，其上设有伸缩扩孔钻头，该伸缩扩孔钻头包括设于螺旋叶片上的扩张钻翼，一端与扩张钻翼连接、另一端固定连接于对应螺旋叶片上的弹性元件，以及设于螺旋叶片上、支撑扩张钻翼的限位装置；所述限位装置通过对应螺旋叶片上开设的限位凹槽位于扩张钻翼的下端，该限位装置包括支撑杆及与该支撑杆相连的弹簧，支撑杆上设有限位拉紧绳，扩张钻翼上设有钻翼拉紧绳，限位拉紧绳及钻翼拉紧绳的另一端均延伸至钻杆内，通过设于钻杆内的旋转圆盘收集。

进一步说，本发明钻杆上端设有能够与动力装置同步运动的卷扬机，卷扬机通过绳索连接用于夹持预制管桩的夹持装置。钻杆的底端设有钻尖，该钻尖包括若干将钻杆底端包裹并与钻杆相连通的尖齿，尖齿的下端对应设有转动盘，通过该转动盘连接设有限位钻尖。转动盘包括与尖齿相连的上连接板和与限位钻尖相连接的下连接板，所述上连接板和下连接板间设有滚珠。尖齿上开设有喷射口。

再进一步说，本发明的螺旋叶片上设有限定扩张钻翼伸缩方向的S型滑道，扩张钻翼的下端设有与该S型滑道相配合的滑道凹槽。支撑杆包括通过活动铰链连接的第一支撑杆和第二支撑杆，弹簧的一端固定在第一支撑杆上，另一端固定于限位凹槽内。

更进一步说，本发明的旋转圆盘包括内侧盘、外侧盘及周向设于内侧盘和外侧盘间的旋转滚珠，钻杆上设有供旋转圆盘上下运动的轨道，旋转圆盘的外侧盘上开设有与所述轨道相配合的凹槽。限位拉紧绳及钻翼拉紧绳连接于所述外侧盘上，内侧盘的上端设有连接线，并延伸至钻杆的上端。

本发明采用带有伸缩扩孔钻头的预制管桩下沉装置进行施工的方法，包括如下步骤：通过钻翼拉紧绳和弹性元件使扩张钻翼伸展，并通过限位装置进行固定，启动动力装置带动钻杆进行钻孔，同时下放预制管桩至设定位置，钻孔作业结束后，通过限位拉紧绳及钻翼拉紧绳将扩张钻翼收缩，提升钻杆完成施工作业。